引言

高光譜成像（HSI）是一項(xiàng)捕獲圖像空間信息與光譜信息的先進(jìn)技術(shù)，具有較高的光譜分辨率和空間分辨率，能夠同時(shí)提供成像對(duì)象的二維空間信息和一維光譜信息，進(jìn)而反映其化學(xué)成分信息及物理形態(tài)信息。自20世紀(jì)80年代起，HSI逐漸應(yīng)用于空間環(huán)境遙感、食品檢測(cè)、考古和藝術(shù)保護(hù)等方面。近年來(lái)，得益于人工智能技術(shù)和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理論的高速發(fā)展，高光譜成像技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力。

生物醫(yī)學(xué)疾病診斷應(yīng)用

2.1 視網(wǎng)膜疾病

眼睛的脆弱性通常阻止了侵入性活檢或機(jī)械性視網(wǎng)膜檢查。因此，目前視網(wǎng)膜疾病的診斷很大程度上依賴于光學(xué)成像方法。HSI系統(tǒng)通常與眼底照相機(jī)集成，以實(shí)現(xiàn)眼睛的光學(xué)成像。為了評(píng)估用于監(jiān)測(cè)視網(wǎng)膜氧飽和度的相對(duì)空間變化的高光譜成像技術(shù)，Khoobehi等人用連接到高光譜成像系統(tǒng)的眼底照相機(jī)對(duì)食蟹猴眼睛中的視神經(jīng)頭部（ONH）和上覆血管進(jìn)行成像，清楚地顯示了動(dòng)脈、靜脈和周圍組織的氧飽和度變化。由此可見(jiàn)，高光譜成像可用于測(cè)量和繪制非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物眼睛視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和ONH中的相對(duì)氧飽和度。圖6顯示了在室內(nèi)空氣呼吸期間（左）和切換為純氧氣后2min（右）的ONH結(jié)構(gòu)的相對(duì)飽和度的空間變化。比較部分標(biāo)記和全標(biāo)記的方法，部分標(biāo)記能夠顯示出飽和度差異，但是全標(biāo)記方法更清晰地描繪了靜脈結(jié)構(gòu)。

由于視網(wǎng)膜光譜成像方法不能在具有大量光譜帶的寬光譜范圍內(nèi)進(jìn)行真實(shí)的快照操作，Johnson等人提出了一種適用性強(qiáng)的快照成像光譜儀，可以在大約3ms內(nèi)獲得450-700nm的50個(gè)波段的光譜圖像立方體，從而消除了運(yùn)動(dòng)偽影和像素重合失調(diào)。圖7顯示了兩名健康志愿者的視盤圖像。結(jié)果顯示靜脈、動(dòng)脈和背景之間有明顯的區(qū)別。毛細(xì)血管內(nèi)區(qū)域的血氧飽和度與正常靜脈和動(dòng)脈的血氧飽和度之差（30%-35%）一致。毛細(xì)血管區(qū)域之間大多數(shù)背景空間位置的飽和度都顯示處于90%-100%的范圍內(nèi)，這與受試者的健康狀況一致。

由于普遍增加的氧化細(xì)胞應(yīng)激，年齡相關(guān)性黃斑變性（AMD）通常在老年時(shí)期出現(xiàn)，成為年齡超過(guò)65歲的人群失明的主要原因。AMD的癥狀包括不可逆的細(xì)胞變化過(guò)程，例如凋亡和眼底形態(tài)變化。迄今為止，沒(méi)有有效的方法來(lái)恢復(fù)患有該疾病的患者的視覺(jué)功能。Schweizer等人開(kāi)發(fā)了一種早期檢測(cè)AMD的方法阻止細(xì)胞變化過(guò)程。細(xì)胞蛋白細(xì)胞色素c（cyt-c）已被鑒定為變性和凋亡過(guò)程中的關(guān)鍵信號(hào)分子。在cyt-c氧化狀態(tài)下，該蛋白質(zhì)在400-700nm的光譜范圍內(nèi)顯示出幾個(gè)強(qiáng)吸收帶。使用高光譜成像光譜，可以在體外細(xì)胞培養(yǎng)中實(shí)時(shí)檢測(cè)cyt-c的氧化狀態(tài)，而無(wú)需其他生化標(biāo)記。

圖6在室內(nèi)空氣（左）和純氧氣呼吸期間（右）進(jìn)行氧氣呼吸實(shí)驗(yàn)的飽和度圖

圖7空間氧飽和度圖

2.2 糖尿病足

糖尿病的并發(fā)癥主要是糖尿病足潰瘍，糖尿病患者患糖尿病足潰瘍并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)25%。如果沒(méi)有得到及時(shí)治療，糖尿病足潰瘍可能引起進(jìn)一步感染，需要全部或部分切除患肢。糖尿病足大血管和微循環(huán)的改變?cè)谔悄虿∽銤兊陌l(fā)展和潰瘍愈合中起重要作用。

預(yù)測(cè)糖尿病足傷口愈合的技術(shù)具有深遠(yuǎn)意義，Khaodhiar等人測(cè)試了醫(yī)學(xué)高光譜技術(shù)（HT）的能力，該技術(shù)可以量化組織中的氧合和脫氧血紅蛋白來(lái)預(yù)測(cè)糖尿病足潰瘍的愈合。在6個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，共觀察了10例具有21個(gè)足部潰瘍部位的I型糖尿病患者，13例無(wú)潰瘍的I型糖尿病患者和14例非糖尿病對(duì)照受試者。在潰瘍區(qū)域或潰瘍區(qū)域附近以及遠(yuǎn)離潰瘍的上肢和下肢進(jìn)行了氧合血紅蛋白（HT-oxy）和脫氧血紅蛋白（HT-deoxy）的HT測(cè)量。從HT-氧基和HT-脫氧值計(jì)算每個(gè)部位的HT愈合指數(shù)，HT指數(shù)用于預(yù)測(cè)愈合的敏感性。實(shí)驗(yàn)得到的敏感性、特異性、陽(yáng)性和陰性的預(yù)測(cè)值分別為93%，86%，93%和86%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明HT具有識(shí)別糖尿病足微血管異常和預(yù)測(cè)潰瘍愈合的能力，并且HT可以協(xié)助處理足部潰瘍。

2.3 舌診

舌診是中醫(yī)重要的診斷方法。然而，舌診中的一個(gè)重要問(wèn)題在于其診斷過(guò)程是主觀的、定性的，并且很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)診斷。近年來(lái)，利用圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)來(lái)輔助舌圖像的定量分析是一種趨勢(shì)。由于舌頭圖像通常由商用數(shù)碼相機(jī)獲取，因此圖像可以提供的病理信息非常有限。李慶利等人使用高光譜成像技術(shù)系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)數(shù)碼相機(jī)來(lái)獲取患者舌頭的圖像。與數(shù)碼相機(jī)收集的舌頭圖像相比，高光譜舌頭圖像同時(shí)收集數(shù)百個(gè)不同光譜帶中的舌頭光譜信息，具有更多的舌頭病理信息。圖9是高光譜舌圖像的光譜特征圖。

圖 9 高光譜舌圖像光譜特征圖

由于舌頭不堅(jiān)硬且大小、形狀、顏色和質(zhì)地變化很大，使舌圖像分割變得困難。Liu等人提出了一種利用高光譜成像技術(shù)的新型中醫(yī)舌診醫(yī)學(xué)傳感器系統(tǒng)，該中醫(yī)舌圖像捕獲傳感器設(shè)備的基本原理是推掃式高光譜成像儀，基于1522幅臨床舌圖像的實(shí)驗(yàn)證明了該高光譜成像技術(shù)系統(tǒng)的有效性。Liu等人設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量和分析人舌反射光譜的高空間分辨率的高光譜成像系統(tǒng)，用于舌癌的檢測(cè)。為了快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)舌腫瘤，實(shí)驗(yàn)使用光譜聲光可調(diào)濾鏡和光譜適配器收集反射率數(shù)據(jù)，并將稀疏表示用于數(shù)據(jù)分析算法。基于腫瘤圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，識(shí)別率為96.5%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高光譜成像用于舌腫瘤的診斷，再結(jié)合光譜分類方法，為舌腫瘤的診斷提供了一種無(wú)創(chuàng)的計(jì)算機(jī)輔助方法。

Zhang等人使用可見(jiàn)光譜范圍約為400-1000nm的可見(jiàn)高光譜圖像系統(tǒng)預(yù)測(cè)舌色值和涂層位置，并使用基于光譜空間特征的堆疊式自動(dòng)編碼器預(yù)測(cè)模型進(jìn)行數(shù)字化舌頭顏色空間和涂層。

2.4 骨骼類風(fēng)濕

關(guān)節(jié)炎（RA）是致使關(guān)節(jié)損壞的一種疾病，發(fā)病率在0.3%左右，其中女性患者最為常見(jiàn)，這種疾病大大降低了患者的生活質(zhì)量。圖10為中指近端指間關(guān)節(jié)急性關(guān)節(jié)炎圖像。

在關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)性損傷發(fā)生之前檢測(cè)和治療炎性關(guān)節(jié)炎對(duì)于預(yù)防患者的殘疾和疼痛至關(guān)重要。現(xiàn)有的診斷技術(shù)昂貴、費(fèi)時(shí)，并且需要受過(guò)訓(xùn)練的人員來(lái)收集和解釋數(shù)據(jù)。光學(xué)技術(shù)可能是一種快速、無(wú)創(chuàng)的選擇。高光譜成像是一種非接觸式光學(xué)技術(shù)，可在一次測(cè)量中同時(shí)提供光譜和空間信息。

Milanic等人通過(guò)數(shù)值模擬探索了HSI在關(guān)節(jié)炎診斷中的可行性，并確定了最佳成像參數(shù)。在600-1100nm范圍內(nèi)，使用蒙特卡羅方法對(duì)RA和正常人關(guān)節(jié)模型的高光譜反射和透射圖像進(jìn)行了模擬。該研究表明，人體關(guān)節(jié)的高光譜圖像可以用作區(qū)分患病關(guān)節(jié)和正常關(guān)節(jié)的參數(shù)之一，證明了HSI可用于小關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)炎的診斷和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2.5 皮膚傷

傷口愈合是一個(gè)復(fù)雜而動(dòng)態(tài)的過(guò)程，具有從穩(wěn)態(tài)、炎癥、增殖到重塑的不同獨(dú)特階段和重疊階段。監(jiān)測(cè)受傷組織的愈合反應(yīng)對(duì)于基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用非常重要。皮膚成像將漫反射光譜的光譜信息與二維成像的空間信息結(jié)合在一起。皮膚成像可以重建皮膚生色團(tuán)圖，識(shí)別色素沉著病變、彌漫性和局部性紅斑、血瘀增加的區(qū)域等特征，并量化相關(guān)參數(shù)。高光譜成像是產(chǎn)生皮膚顏色的發(fā)色團(tuán)定量分布圖的可靠方法。

Shah等人在豬模型中對(duì)全厚度皮膚傷口進(jìn)行了相關(guān)的明場(chǎng)和高光譜分析，以研究高光譜成像作為傷口鑒定的替代方法的功效。對(duì)隨機(jī)選擇的皮膚標(biāo)本進(jìn)行光譜分析，可以獲得感興趣皮膚區(qū)域（包括表皮、受傷的真皮和正常真皮）具有明顯的光譜特征。使用這些高光譜特征對(duì)整個(gè)標(biāo)本組進(jìn)行掃描，得到偽彩色圖案，其中中央傷口區(qū)域始終由唯一的光譜特征定義。在高光譜分析中確定的傷口尺寸與病理學(xué)家使用標(biāo)準(zhǔn)明視野顯微鏡確定的傷口區(qū)域沒(méi)有顯著差異，這表明，高光譜分析可為傷口估計(jì)提供高通量的替代方案，其結(jié)果接近標(biāo)準(zhǔn)的明場(chǎng)成像和病理學(xué)家評(píng)估。

Wahabzada等人提出了一種用于監(jiān)測(cè)傷口愈合過(guò)程的非侵入性替代方法，利用HSI獲取對(duì)象的生化、結(jié)構(gòu)特征和光譜反射率，建立體外3維傷口模型。

2.6 腎結(jié)石

腎結(jié)石是一種常見(jiàn)疾病，可引起劇烈的疼痛并表現(xiàn)出高度的累犯性。為了找到引起腎結(jié)石的原因，主要化合物的表征非常重要。從這個(gè)意義上講，對(duì)結(jié)石成分和結(jié)構(gòu)的分析可以提供有關(guān)晶體生長(zhǎng)過(guò)程中尿液參數(shù)的關(guān)鍵信息。但是，通常采用的方法速度慢，依賴分析人員，并且獲得的信息很差。Blanco等人利用近紅外（NIR）光譜范圍高光譜成像技術(shù)分析了215個(gè)腎結(jié)石樣本，包括常見(jiàn)腎結(jié)石的主要類型及其混合物。使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法正確分類結(jié)石的概率高于90%，而無(wú)需專家的協(xié)助，使得在臨床實(shí)驗(yàn)室易于實(shí)施，為泌尿科醫(yī)師提供了快速診斷，有助于最大程度地減少尿路結(jié)石的再發(fā)。

2.7 齲齒

齲齒是現(xiàn)代社會(huì)中最普遍的慢性疾病之一。齲齒的初期特征是牙釉質(zhì)脫礦質(zhì)，導(dǎo)致亞臨床病變，難以診斷。如果足夠早地檢測(cè)到這種脫礦質(zhì)，可以通過(guò)完善的預(yù)防措施，例如氟化物療法、抗菌療法或低強(qiáng)度激光照射，通過(guò)無(wú)創(chuàng)手段阻止和逆轉(zhuǎn)這種脫礦物質(zhì)。近紅外高光譜成像是一種基于健康和患病牙齒組織獨(dú)特的光譜特征的早期檢測(cè)齲齒的新技術(shù)。在這項(xiàng)研究中，應(yīng)用NIR高光譜成像對(duì)健康和患病的牙齒組織（包括牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)、牙結(jié)石、牙釉質(zhì)齲和牙質(zhì)齲）進(jìn)行分類和可視化。為此，構(gòu)建了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的牙齒數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)由12顆提取的人類牙齒組成，這些牙齒由NIR高光譜系統(tǒng)、X射線和數(shù)字彩色相機(jī)成像，具有不同程度的齲齒損害。將牙齒的彩色和X射線圖像呈現(xiàn)給臨床專家，以對(duì)牙齒組織進(jìn)行定位并對(duì)病理變化進(jìn)行分類，分類靈敏度和特異性分別超過(guò)79.8%和93.8%。

Wang等人發(fā)展了一種快速偏振分辨高光譜激發(fā)拉曼散射（SRS）成像技術(shù)，用于光學(xué)診斷和表征牙齒中的齲齒。該技術(shù)可以在15min內(nèi)獲取牙齒的高光譜SRS圖像（512×512像素），成像速度快。高光譜SRS成像揭示了牙齒中牙釉質(zhì)的生化分布和變化。SRS成像顯示，與健全牙釉質(zhì)相比，病變體內(nèi)的礦物質(zhì)含量降低了55%，同時(shí)在表面區(qū)域增加高達(dá)110%，這是由于再礦化過(guò)程形成了超礦化層。這項(xiàng)工作首次證明了偏振分辨高光譜SRS成像技術(shù)可用于快速定量測(cè)定牙齒礦化水平和區(qū)分牙釉質(zhì)中的齲損，表明了其早期發(fā)現(xiàn)和診斷齲齒的潛力。

2.8 膜性腎病

慢性腎臟病（CKD）是全球性的公共衛(wèi)生問(wèn)題，其發(fā)病率超過(guò)10%。在CKD中，成人腎病綜合征最常見(jiàn)的病理類型中的一種是膜性腎病（MN）。在MN的臨床診斷中，分離乙肝病毒相關(guān)腎病（HBV-MN）和原發(fā)性腎病（PMN）是重要的一步。膜性腎病的傳統(tǒng)診斷方法主要依靠血清學(xué)特征和腎臟病理學(xué)特征，已經(jīng)不能滿足臨床對(duì)自動(dòng)化和智能化的診斷需求。通過(guò)構(gòu)造局部Fisher判別分析深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（LFDA-DNN），Wei等人提出了一種利用醫(yī)學(xué)高光譜圖像的自動(dòng)化膜性腎病診斷方法。在真實(shí)的MN數(shù)據(jù)上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明LDFA-DNN能夠有效地進(jìn)行膜性腎病分類。圖12展示了分別從HBV-MN患者和PMN患者獲得的偽彩色圖像和標(biāo)記圖像的示例。

圖12HBV-MN和PMN的偽彩色圖像和相應(yīng)標(biāo)注圖

高光譜顯微成像可以揭示免疫復(fù)合物的詳細(xì)成分信息，但是高光譜顯微圖像所帶來(lái)的高維度也給圖像處理過(guò)程和疾病診斷過(guò)程帶來(lái)了一定的困難和挑戰(zhàn)。Lyu等人提出了基于空間光譜密度峰的判別分析（SSDP），用于MN的智能診斷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，提出的SSDP靈敏度達(dá)到99.36%，對(duì)MN的自動(dòng)診斷具有潛在的臨床價(jià)值。為了利用醫(yī)學(xué)高光譜圖像的潛在結(jié)構(gòu)信息和增強(qiáng)特征判別能力，Lyu等人提出了基于判別張量的流形嵌入（DTME）技術(shù)來(lái)進(jìn)行膜性腎病的判別分析，并在實(shí)驗(yàn)中證明了DTME的醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。

2.9 血細(xì)胞鑒定

不同類型血細(xì)胞的鑒定具有重要意義，因?yàn)樗梢詾榧膊≡\斷提供重要的參考標(biāo)準(zhǔn)。紅細(xì)胞（RBC）、白細(xì)胞（WBC）和血小板是血液中常見(jiàn)的3種細(xì)胞類型。血液中細(xì)胞數(shù)量的異常變化可能表明存在病理變化，這可以為醫(yī)生提供有關(guān)患者健康狀況的信息。因此，對(duì)血液中紅細(xì)胞和白細(xì)胞的分析對(duì)協(xié)助醫(yī)生診斷疾病具有重要意義。特別是對(duì)于白細(xì)胞，5種類型的白細(xì)胞（嗜堿性粒細(xì)胞（B）、淋巴細(xì)胞（L）、嗜中性粒細(xì)胞（N）、單核細(xì)胞（M）和嗜酸性粒細(xì)胞（E））的分布表明了人類免疫系統(tǒng)的狀況。傳統(tǒng)的區(qū)分RBC和WBC的方法在很大程度上取決于在顯微鏡下觀察血涂片，其中識(shí)別過(guò)程是基于可見(jiàn)特征（例如形狀和顏色）的。但是，專業(yè)醫(yī)學(xué)研究人員的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)在識(shí)別RBC和WBC的有效性中起著決定性的作用，使該過(guò)程既耗時(shí)又多變。為了消除上述缺點(diǎn)，已經(jīng)探索了基于高光譜圖像的識(shí)別方法以完成自動(dòng)識(shí)別。

Wei等人設(shè)計(jì)了一個(gè)名為“EtoE-Fusion”的雙通道深度融合網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)兩組不同的血細(xì)胞高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行血細(xì)胞鑒別。一組醫(yī)學(xué)高光譜數(shù)據(jù)“血細(xì)胞1-3”的空間大小為973×799像素，有33個(gè)波段。該組圖像包含了RBC、WBC和背景（如圖13所示）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)數(shù)據(jù)量充足時(shí)，EtoE-Fusion對(duì)血細(xì)胞的鑒別精度為97.86%。另一組醫(yī)學(xué)高光譜數(shù)據(jù)為白色血細(xì)胞數(shù)據(jù)（包含5類白細(xì)胞），數(shù)據(jù)空間大小為1024×1024像素，有60個(gè)波段，光譜范圍為5501000nm。圖14展示了5類白細(xì)胞的光譜曲線。隨機(jī)抽取每類100個(gè)樣本構(gòu)建訓(xùn)練集，剩余白細(xì)胞樣本構(gòu)建測(cè)試集，實(shí)驗(yàn)獲取的混淆矩陣和每類白細(xì)胞的分類精度如表3所示。

圖13血細(xì)胞灰度圖及其標(biāo)注圖

圖145類WBC數(shù)據(jù)中每類細(xì)胞的光譜曲線

表3白細(xì)胞數(shù)據(jù)在EtoE-Net下的混淆矩陣

2.10 其他

除了上述應(yīng)用外，HSI也廣泛應(yīng)用在其他生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，通過(guò)記錄血紅蛋白氧飽和度百分比的變化，光學(xué)方法能夠監(jiān)測(cè)血液的可見(jiàn)光譜和近紅外光譜特性。Zuzak等人測(cè)量了血管閉塞和再灌注期間區(qū)域組織氧合的空間分布變化，提供一種有效的對(duì)皮膚血紅蛋白氧飽和度進(jìn)行時(shí)間分辨的無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)，并評(píng)估血管疾病患者對(duì)治療干預(yù)的反應(yīng)。Demos和Ramsamooj開(kāi)發(fā)微型無(wú)創(chuàng)光子儀器和技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)組織中微結(jié)構(gòu)和細(xì)胞的實(shí)時(shí)成像和監(jiān)控。該文利用高光譜顯微鏡以探究使用各種激發(fā)波長(zhǎng)從細(xì)胞組分中產(chǎn)生的天然熒光和偏振光散射的差異，區(qū)分各種細(xì)胞成分的關(guān)鍵光學(xué)特性用于獲得復(fù)合圖像，以突出顯示它們的存在以及各種組織發(fā)色團(tuán)的相對(duì)濃度。因?yàn)樵谂R床應(yīng)用中圖像采集時(shí)間非常短，所以該技術(shù)對(duì)細(xì)胞沒(méi)有侵害性，因此可用于在細(xì)胞仍然存活時(shí)監(jiān)測(cè)其功能。

3、結(jié)語(yǔ)

HSI具有“圖譜合一”的重要特性，具有獲取信息全面、波段范圍廣、免標(biāo)記、非接觸和檢測(cè)精度高等優(yōu)勢(shì)。高光譜成像技術(shù)作為一種新興的生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，可以提供關(guān)于組織樣本的精確的空間和光譜信息，不僅有效獲取反映樣本大小、形狀等外部物理結(jié)構(gòu)特征信息，還能提供樣本內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分信息。因此，HSI是非侵入性及快速檢測(cè)人體疾病的新型手段和方法，可作為一種手術(shù)視覺(jué)輔助工具。以往研究成果證實(shí)HSI在疾病診斷和手術(shù)指導(dǎo)方面已取得重要進(jìn)展，在醫(yī)學(xué)診斷和臨床研究領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。但是，高光譜檢測(cè)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。一方面，目前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累非常有限，現(xiàn)有的樣本數(shù)據(jù)量?jī)H能支撐驗(yàn)證HSI在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域進(jìn)行輔助診斷的可行性;另一方面，在高光譜圖像豐富的空間和光譜信息中對(duì)有效診斷信息的提取具有挑戰(zhàn)性。此外，數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)和校正、壓縮、降維以及綜合分析獲取診斷結(jié)果需要一定的時(shí)間，這也為高光譜成像技術(shù)有效應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)挑戰(zhàn)。針對(duì)上述挑戰(zhàn)，未來(lái)研究方向聚焦但不限于:生物醫(yī)學(xué)高光譜圖像快速實(shí)時(shí)獲取及存儲(chǔ);大數(shù)據(jù)背景下的高光譜醫(yī)學(xué)圖像精準(zhǔn)分析;多種成像數(shù)據(jù)的協(xié)同獲取及融合分析;光譜儀器與算法的有效集成。隨著高光譜成像系統(tǒng)性能的不斷提升，HSI將在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。

推薦：

便攜式地物光譜儀iSpecField-NIR/WNIR

專門用于野外遙感測(cè)量、土壤環(huán)境、礦物地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的最新明星產(chǎn)品，由于其操作靈活、便攜方便、光譜測(cè)試速度快、光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確是一款真正意義上便攜式地物光譜儀。

無(wú)人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)iSpecHyper-VM100

一款基于小型多旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由高光譜成像相機(jī)、穩(wěn)定云臺(tái)、機(jī)載控制與數(shù)據(jù)采集模塊、機(jī)載供電模塊等部分組成。無(wú)人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)通過(guò)獨(dú)特的內(nèi)置式或外部掃描和穩(wěn)定控制，有效地解決了在微型無(wú)人機(jī)搭載推掃式高光譜照相機(jī)時(shí)，由于振動(dòng)引起的圖像質(zhì)量較差的問(wèn)題，并具備較高的光譜分辨率和良好的成像性能。

便攜式高光譜成像系統(tǒng)iSpecHyper-VS1000

專門用于公安刑偵、物證鑒定、醫(yī)學(xué)醫(yī)療、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、礦物地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的最新產(chǎn)品，主要優(yōu)勢(shì)具有體積小、幀率高、高光譜分辨率高、高像質(zhì)等性價(jià)比特點(diǎn)采用了透射光柵內(nèi)推掃原理高光譜成像，系統(tǒng)集成高性能數(shù)據(jù)采集與分析處理系統(tǒng)，高速USB3.0接口傳輸，全靶面高成像質(zhì)量光學(xué)設(shè)計(jì)，物鏡接口為標(biāo)準(zhǔn)C-Mount，可根據(jù)用戶需求更換物鏡。

審核編輯黃宇